In dieser Arbeit wird ein phänomenologisches Kontinuumsschädigungsmodell zur Beschreibung des Schädigungs- und Versagensverhaltens duktiler Metalle verwendet. Mit dem mikromechanisch motivierten Modell kann das elastisch-plastisch-schädigende Materialverhalten bis zum endgültigen Versagen durch einen Riss abgebildet werden. Zunächst werden in der Kinematik geschädigte und fiktiv ungeschädigte Konfigurationen definiert, die zur additiven Zerlegung der Verzerrungsraten in elastische, plastische und schädigende Anteile führen. Es werden unterschiedliche elastische Potentialfunktionen verwendet, um den Einfluss der Schädigung auf das elastische Materialverhalten zu berücksichtigen. Zur Modellierung des plastischen Verhaltens duktiler Metalle dient eine Fließbedingung, ein nicht assoziiertes Fließgesetz und ein Verfestigungsgesetz. Analog wird zur Beschreibung des schädigenden Materialverhaltens eine Schädigungsbedingung und ein nicht assoziiertes Schädigungsgesetz eingeführt. Mit fortschreitender Belastung kommt es zu weiterem Porenwachstum und der Entstehung von Mikroscherrissen. Der Beginn dieses Prozesses wird mit der Bedingung zur Erfassung des Beginns des Zusammenwachsens der Mikrodefekte beschrieben. Analog wird ein Risskriterium zur Charakterisierung des vollständigen Versagens des Materials eingeführt. Da sowohl das Schädigungs- als auch das Versagensverhalten spannungsabhängig ist, werden die Materialgleichungen in Abhängigkeit der Spannungsintensität, der Spannungstriaxialität und des Lodeparameters formuliert. Zur Ermittlung der spannungsabhängigen Parameter zur Beschreibung der Schädigung und des Versagens werden mikromechanische numerische Simulationen zum Verhalten von repräsentativen Volumenelementen mit einer oder mehreren Poren in einem elastisch-plastischen Material durchgeführt. Dabei wird der Einfluss der Porengröße, der Porenform und der Porenanordnung auf die Schädigung und das Versagen analysiert. Zusätzlich werden die Auswirkungen der Verwendung von Symmetrierandbedingungen und periodischen Randbedingungen betrachtet. Da auch in der industriellen Anwendung eine Vielzahl unterschiedlicher Lastkombinationen auftreten, wird in dieser Arbeit eine große Bandbreite unterschiedlicher Spannungstriaxialitäten und Lodeparameter untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass das phänomenologische Kontinuumsschädigungsmodell die Ergebnisse der mikromechanischen Simulationen sehr gut approximiert. Es können die unterschiedlichen Schädigungsmechanismen, wie z. B. das Auftreten von Mikroscherrissen und die Porenaufweitung hervorragend berücksichtigt werden. Des Weiteren wird deutlich, dass das Ein-Poren-Modell zur Analyse des Schädigungs- und Versagensverhaltens duktiler Metalle sehr gut geeignet ist, da bei Betrachtung der anderen geometrischen Variationen des Poren-Modells nur geringe Abweichungen in den makromechanischen Schädigungsverzerrungen auftreten. Das Ein-Poren-Modell eignet sich daher zur Untersuchung der Auswirkungen von realen Porenverteilungen auf das Schädigungsund Versagensverhalten von duktilen Metallen.    «

In dieser Arbeit wird ein phänomenologisches Kontinuumsschädigungsmodell zur Beschreibung des Schädigungs- und Versagensverhaltens duktiler Metalle verwendet. Mit dem mikromechanisch motivierten Modell kann das elastisch-plastisch-schädigende Materialverhalten bis zum endgültigen Versagen durch einen Riss abgebildet werden. Zunächst werden in der Kinematik geschädigte und fiktiv ungeschädigte Konfigurationen definiert, die zur additiven Zerlegung der Verzerrungsraten in elastische, plastische un...    »